金剛石砂輪說明

金剛石砂輪是屬于超硬磨粒砂輪，與普通磨料砂輪相比，具有非常明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

1、金剛石磨料的硬度決定了金剛石砂輪的主要特性，其可對(duì)硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷等難加工材料進(jìn)行高效磨削，且磨削工具有著最長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命。

2、金剛石具有高的抗磨性，砂輪磨損較小，使用時(shí)間就越長(zhǎng)，在磨削加工中，金剛石磨粒的尺寸、形狀和形貌變化小，這樣更適合高精密的加工，且生產(chǎn)效率高，金剛石砂輪是可以同時(shí)滿足高效和精密加工的工具。

3、修銳后的金剛石砂輪能夠保持磨粒長(zhǎng)時(shí)間的微刃性，良好的切削性能保證了磨削過程中較小的磨削力，從而降低了磨削功率，節(jié)約了能量。

4、金剛石的導(dǎo)熱性非常好，有利于熱量的疏散，避免工件燒傷、裂紋及掉塊等現(xiàn)象，大大提高了工件表面加工的質(zhì)量。

金剛石砂輪在結(jié)構(gòu)上與普通磨料砂輪有所不同，一般的是由金剛石磨料層、過渡層與基體組成。

工作層又稱金剛石層，由磨料、結(jié)合劑和填料組成，是砂輪的工作部分。過渡層又稱非金剛石層，由結(jié)合劑、金屬粉和填料組成，是將金剛石層牢固地連接在基體上的部分。

基體，用于承接磨料層，并在使用時(shí)用法蘭盤牢固地夾持在磨床主軸上。一般金屬結(jié)合劑制品選用鋼材、合金鋼粉作基體；樹脂結(jié)合劑選用鋁合金、電木作基體。由鋁、鋼或電木加工而成，起支承工作層和裝卡磨具的作用。砂輪成型質(zhì)量的好壞和使用精度的高低都與基體有很大關(guān)系。

金剛石砂輪按結(jié)合劑可分為：樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪；陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪；金屬結(jié)合劑金剛石砂輪（青銅結(jié)合劑金剛石砂輪）

金剛石砂輪按生產(chǎn)工藝可分為：燒結(jié)式金剛石砂輪（樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪；陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪；金屬結(jié)合劑金剛石砂輪）；電鍍金剛石砂輪；釬焊金剛石砂輪。

金剛石砂輪按磨削方式可分為：磨鉆石用金剛石砂輪；磨硬質(zhì)合金用金剛石砂輪（金剛石刀磨砂輪）;磨金剛石復(fù)合片用金剛石砂輪；無芯磨床用無心磨金剛石砂輪；磨陶瓷制品用金剛石砂輪；切割用金剛石砂輪（也被稱為金剛石切割片）；金剛石鋸片。

金剛石砂輪按外觀或形狀可分為：平行砂輪；筒形砂輪；杯形砂輪；碗形砂輪；碟形砂輪；磨邊砂輪；磨盤等。

由于金剛石磨料所具有的特性和優(yōu)勢(shì)，使金剛石砂輪成為玻璃、陶瓷、寶石、石材等硬脆材料及硬質(zhì)合金磨削加工的理想首選工具。隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，社會(huì)的需要，新型材料的研制，磨削加工向高質(zhì)量、高精度、高效率、自動(dòng)化方向不斷發(fā)展，金剛石砂輪起的作用越來越明顯，金屬結(jié)合劑金剛石砂輪對(duì)磨粒的把持強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，磨耗少，使的金剛石砂輪在高速和超高速高效高精度磨削加工中充分發(fā)揮其耐磨性切削能力強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其在硬脆難加工材料更顯其明顯優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用廣泛。 金剛石砂輪在工業(yè)各部門各領(lǐng)域幾乎都有應(yīng)用，航空航天、模具制造業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、光學(xué)加工制造業(yè)等。陶瓷材料、光學(xué)材料、航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、硅片制品等都多用金剛石砂輪磨削。

金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料特效工具。近幾年來，隨著高速磨削超精密磨削技術(shù)迅速發(fā)展，對(duì)砂輪提出了更高要求，陶瓷樹脂結(jié)合劑砂輪已不能滿足生產(chǎn)需要，金屬結(jié)合劑砂輪因其結(jié)合強(qiáng)度高、成型性好、使用壽命長(zhǎng)等顯著特性而生產(chǎn)得到了廣泛應(yīng)用。 金屬結(jié)合劑金剛石砂輪按制造方式不同主要有有燒結(jié)、電鍍兩種類型。為了充分發(fā)揮超硬磨料作用，國(guó)外從20世紀(jì)90年代初開始用高溫釬焊工藝開發(fā)一種新型砂輪，即單層高溫釬焊超硬磨料砂輪，國(guó)內(nèi)這種砂輪還處于研制開發(fā)階段。

陶瓷金剛石砂輪 　陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪具有金剛石和陶瓷結(jié)合劑的共同特點(diǎn)，與普通剛玉、碳化硅砂輪相比，它的磨削力強(qiáng)，磨削時(shí)溫度比較低，砂輪磨損比較小;可以適應(yīng)各種冷卻液的作用;磨削時(shí)砂輪的形狀保持性好，磨出工件的精度高;砂輪內(nèi)有較多的氣孔，磨削時(shí)有利于排屑和散熱，不易堵塞、不易燒傷工件;砂輪的自銳性比較好，修整間隔的時(shí)間長(zhǎng)，修整比較容易。因此陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的使用日益增多。

燒結(jié)型金剛石砂輪

燒結(jié)型金屬結(jié)合劑砂輪多以青銅等金屬作為結(jié)合劑，用高溫?zé)Y(jié)法制造，其結(jié)合強(qiáng)度高，成型性好，耐高溫，導(dǎo)熱性耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，可承受較大負(fù)荷。因砂輪燒結(jié)過程不可避免地存著收縮及變形，所以使用前必須對(duì)砂輪進(jìn)行整形，但砂輪修整比較困難?，F(xiàn)生產(chǎn)常用砂輪對(duì)滾整形方法不僅修整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且修整過程金剛石顆粒脫落較多，修整砂輪本身消耗很大，整形精度較低。

近幾年來各國(guó)學(xué)者相繼開展了應(yīng)用特種加工方法修整金屬結(jié)合劑金剛石砂輪研究工作，主要有電解修整法、電火花修整法復(fù)合修整法等。電解修整法速度快，但整形精度不高；電火花修整法整形精度高，既可整形又可修銳，但整形速度較慢；復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復(fù)雜，因此燒結(jié)型金剛石砂輪修整問題仍然沒有得到很好解決。

此外，由于砂輪制造工藝決定了其表面形貌隨機(jī)，各磨粒幾何形狀、分布及切削刃所處高度不一致，因此磨削時(shí)只有少數(shù)較高切削刃切到工件，限制了磨削質(zhì)量磨削效率進(jìn)一步提高。

電鍍金剛石砂輪

電鍍金剛石砂輪優(yōu)點(diǎn)：

①電鍍工藝簡(jiǎn)單，投資少，制造方便；

②無需修整，使用方便；

③單層結(jié)構(gòu)決定了它可以達(dá)到很高工作速度，現(xiàn)國(guó)外已高達(dá)250～300m/s；

④雖然只有單層金剛石，但仍有足夠壽命；

⑤對(duì)于精度要求較高滾輪砂輪，電鍍唯一制造方法。正由于這些優(yōu)勢(shì)，電鍍砂輪高速、超高速磨削占據(jù)著無可爭(zhēng)議主導(dǎo)地位。電鍍金剛石砂輪存缺陷：鍍層金屬與基體及磨料結(jié)合面上并不存牢固化學(xué)冶金結(jié)合，磨料實(shí)際上只被機(jī)械包埋鑲嵌鍍層金屬，因而把持力小，金剛石顆粒負(fù)荷較重高效磨削易脫落(或鍍層成片剝落)而導(dǎo)致整體失效；為增加把持力就必須增加鍍層厚度，其結(jié)果磨粒裸露高度容屑空間減小，砂輪容易發(fā)生堵塞，散熱效果差，工件表面容易發(fā)生燒傷。國(guó)內(nèi)電鍍砂輪制造尚未實(shí)現(xiàn)按加工條件要求而優(yōu)化設(shè)計(jì)出砂輪最佳地貌，單層電鍍金剛石砂輪這些固有弊端必然會(huì)大大限制它高效磨削應(yīng)用。

單層釬焊金剛石砂輪是一種新型的超硬磨粒砂輪，利用釬焊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)金剛石磨粒、釬料結(jié)合劑和金屬基體界面化學(xué)冶金結(jié)合，從根本上打破了傳統(tǒng)砂輪結(jié)合劑對(duì)磨粒物理包裹的束縛，提高了釬焊金剛石砂輪磨粒把持強(qiáng)度，釬料結(jié)合劑的爬升高度維持在 20%~30%即可實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒的高強(qiáng)度結(jié)合，足以滿足砂輪在大負(fù)荷的高速或超高速高效磨削過程。金剛石砂輪磨粒出露度高達(dá) 70%~80%，使砂輪變的更鋒利，切削性能大大提升，磨削過程產(chǎn)生的磨削力、磨削溫度、磨削功率和磨削比能大大降低，極大地提高了加工效率及釬焊砂輪的壽命。釬焊砂輪的容屑空間更加充足，不易堵塞，避免了切屑對(duì)工件的損傷，同時(shí)容屑空間可以容納更多的冷卻液，有效降低磨削工件溫度，避免燒傷等現(xiàn)象。

金剛石砂輪使用過程中的注意事項(xiàng)。

金剛石砂輪側(cè)面磨削問題

在砂輪機(jī)的日常使用中，我們常?？梢园l(fā)現(xiàn)有的操作者不分砂輪機(jī)的種類、不分砂輪的種類，隨意地就使用砂輪的側(cè)面進(jìn)行磨削，這是嚴(yán)重違反安全操作規(guī)程的違章操作行為。按規(guī)程用圓周表面做工作面的砂輪不宜使用側(cè)面進(jìn)行磨削，這種砂輪的徑向強(qiáng)度較大，軸向強(qiáng)度很小，操作者用力過大時(shí)會(huì)造成砂輪破碎，甚至傷人，在實(shí)際的使用過程中應(yīng)禁止這種行為。

金剛石砂輪正面操作問題

在日常的使用中，許多操作者總習(xí)慣正對(duì)著砂輪進(jìn)行操作，原因是這個(gè)方向上能用上勁，其實(shí)這種行為是砂輪機(jī)操作中應(yīng)特別禁止的行為。按操作規(guī)程，使用砂輪機(jī)磨削工件時(shí)，操作者應(yīng)站在砂輪的側(cè)面，不得在砂輪的正面進(jìn)行操作，以免砂輪出故障時(shí)，砂輪飛出或砂輪破碎飛出傷人。

金剛石砂輪用力操作問題

在砂輪機(jī)的使用時(shí)，有些操作者，尤其是年青的操作者，為求磨削的速度快，用力過大過猛，這是一種極不安全的操作行為。任何砂輪的平身都有一定的強(qiáng)度，這樣做很可能會(huì)造成砂輪的破碎，甚至是飛出傷人，也是一種應(yīng)禁止的行為。

金剛石砂輪共同操作問題

在實(shí)際的日常操作中，也有這樣的情況發(fā)生，有人為趕生產(chǎn)任務(wù)、搶工作時(shí)間，兩人共用一臺(tái)砂輪機(jī)同時(shí)操作，這是一種嚴(yán)重的違章操作行為，應(yīng)嚴(yán)格禁止。一臺(tái)砂輪機(jī)不夠用的時(shí)候，可以采用添加砂輪機(jī)的辦法解決，絕對(duì)不允許同時(shí)共用一臺(tái)砂輪機(jī)。

金剛石砂輪更換過程中的注意事項(xiàng)。

金剛石砂輪磨損問題

任何砂輪都有它的一定的使用磨損要求，磨損情況達(dá)到一定的程度就必須重新更換新的砂輪。不能為了節(jié)約材料，就超磨損要求使用，這是一種極不安全的違章行為。一般規(guī)定，當(dāng)砂輪磨損到直徑比卡盤直徑大10mm時(shí)就應(yīng)更換新砂輪。

金剛石砂輪有效期問題

從庫(kù)房領(lǐng)出的新砂輪不一定是合格的砂輪，甚至從廠家買進(jìn)的新砂輪也不一定是合格的砂輪。任何砂輪都有它一定的有效期限，在有效期限內(nèi)使用，它是合格砂輪；超過有效期使用，就不一定是合格的砂輪。規(guī)程規(guī)定“砂輪應(yīng)在有效期內(nèi)使用，樹脂和橡膠結(jié)合劑砂輪存貯一年后必須經(jīng)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)，合格者方可使用”。

金剛石砂輪質(zhì)地問題

在使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)砂輪局部出現(xiàn)裂紋，應(yīng)立即停止使用，重新更換新的砂輪，以免造成砂輪破碎傷人事故。

陶瓷金剛石砂輪廣泛應(yīng)用在晶圓（半導(dǎo)體硅片和太陽(yáng)能硅片），金剛石復(fù)合片，金剛石聚晶，金剛石刀具，立方氮化硼，鎢鋼（硬質(zhì)合金），新型工程結(jié)構(gòu)陶瓷，寶石，水晶，稀土材料（磁性材料）等高硬脆材料的機(jī)械加工中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪主要用于：PCD、CVD、PCBN、硬質(zhì)合金、陶瓷刀具以及其它刃具銑刀、鉆頭、鉸刀等切削工具的研磨和快速高效低損傷磨削。

砂輪的特性主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織及形狀尺寸等因素所決定。在超硬砂輪中硬度和組織一般忽略不提。

陶瓷金剛石砂輪磨料

磨料是制造砂輪的主要原料，直接擔(dān)負(fù)著切削工作。。

金剛石：適合加工普通材料砂輪難以加工的高硬金屬和非金屬硬脆材料。如硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、陶瓷、石材、半導(dǎo)體材料等。

陶瓷金剛石砂輪粒度

粒度是指磨料顆粒的尺寸，其大小用粒度號(hào)表示。

國(guó)標(biāo)規(guī)定了磨料和微粉兩種粒度號(hào)。

一般說，粗磨選用較粗的磨料(粒度號(hào)較小)，精磨選用較細(xì)的磨料(粒度號(hào)較大)；微粉多用于研磨等精密加工和超精密加工。陶瓷金剛石砂輪的粒度范圍一般在w1.5~80/100

陶瓷金剛石砂輪結(jié)合劑

結(jié)合劑的作用是將磨料粘合成具有一定強(qiáng)度和形狀的砂輪。砂輪的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力，主要取決于結(jié)合劑的性能。

常用的結(jié)合劑有陶瓷結(jié)合劑(V)、樹脂結(jié)合劑(B) 、橡膠結(jié)合劑(R)和金屬結(jié)合劑(M)等。

陶瓷結(jié)合劑：應(yīng)用最廣，適用于外圓、內(nèi)圓、平面、無心磨削和成形磨削的砂輪等；

樹脂結(jié)合劑：適用于切斷和開槽的薄片砂輪及高速磨削砂輪；

橡膠結(jié)合劑：適用于無心磨削導(dǎo)輪、拋光砂輪；

金屬結(jié)合劑：適用于金剛石砂輪等。

陶瓷金剛石砂輪形狀與尺寸

根據(jù)機(jī)床類型和加工需要，將砂輪制成各種標(biāo)準(zhǔn)的形狀和尺寸。詳情可參閱磨具標(biāo)準(zhǔn)